09《机电》04电机2-直流

1、 U U1 1为励磁电压，为励磁电压， U U2 2为电枢电压为电枢电压 M U1 I1 I2 U2U + + 他励励磁方式他励励磁方式 直流伺服电机的机直流伺服电机的机 械特性与他励直流电机械特性与他励直流电机 相同一样，也可用下式相同一样，也可用下式 表示表示 T KK R K U n TEE 2 a2 机械特性曲线如图所示。机械特性曲线如图所示。 直流伺服电动机的直流伺服电动机的 n=f(T)曲线曲线(U1=常数常数) U2 0.8U2 0.6U2 0.4U2 n T O aaa ee UI R n CC 有三种调速方法： （即恒转矩调速）：不同的转速时， （即恒功率调速）：不同的转速时

2、， 即恒功率调速），如主轴伺服驱动，在额定转速以下为恒 转矩调速，在额定转速以上为恒功率调速. .constITL 如进给伺服系统 如小惯量高速伺服系统 .constIP 直流伺服电机的调速直流伺服电机的调速 A A G G K K b)c)a) A G K K G A P 1 N 1 P 2 N 2 J1 J2 J3 A K G 图1-15 a) 基极b P 基区 N 漂移区 N +衬底 基极b发射极c 集电极c P + P + N + b) b e c 空穴流 电 子 流 c) E b E c ib ic=ib ie=(1+ib 速度速度 调节器调节器 电流电流 调节器调节器 触发脉冲触发

3、脉冲 发生器发生器 可控硅可控硅 整流器整流器 电流反馈电流反馈 速度反馈速度反馈 电流检测电流检测 编码器编码器电机电机 UR + - Uf If IR + - E1ES 组 组。 主回路: 4627911 13581210 A B C M Ud Rdb KM KR + - e) u acbcab a) b) c) d) 135 t u b 246 b ca t t t t 1 1 3 3 5 5 1 1 3 3 6 2 2 4 4 6 6 2 2 4 13 5 246 120 120 180 60 1 3 24 60 60 5 6 只要改变可控只要改变可控 硅触发角（即改变硅触发角（即改变

4、 导通角），就能改导通角），就能改 变可控硅的变可控硅的整流输整流输 出电压出电压，从而改变，从而改变 直流伺服电机的转直流伺服电机的转 速。速。 触发脉冲提前触发脉冲提前 来，增大整流输出来，增大整流输出 电压；触发脉冲延电压；触发脉冲延 后来，减小整流输后来，减小整流输 出电压。出电压。 A B C a)u 1 T VT R L u 2 u VT u d id u 2 0t12t t t t t u g 0 u d 0 id 0 u VT 0 b) c) d) e) f) + + + O O O O O 直流伺服驱动装置直流伺服驱动装置脉宽调制（脉宽调制（PWMpulse width PW

5、Mpulse width modulationmodulation）控制的位置伺服系统。）控制的位置伺服系统。 近年来，晶体管脉宽调制方式在世界上得到了广泛应用，并且近年来，晶体管脉宽调制方式在世界上得到了广泛应用，并且 逐步取代晶闸管控制方式。逐步取代晶闸管控制方式。 结构组成结构组成： 速度 调节器 电流反馈 脉宽 调制 基极 驱动 功 放 振荡器 电流 调节器 GM Usr Usf 整流 M T 2 T U t K Ua 为导通率其中 , 1 0 UU T Udt T U a t t U U +U S rU +U S r U S CU S C U S C +U S r ooo -U S

6、r t t t t 同向加法放大器电路图同向加法放大器电路图 U S r 速度指令转化过速度指令转化过 来的直流电压来的直流电压 U - - 三角波三角波 USC- - 脉宽调制器的输脉宽调制器的输 出（出（ U S r +U ） 调制波形图调制波形图 R1 +12V USC R1 R3R2 + -12V U S r U - US r为为0时时 调制出正负脉宽一样方波调制出正负脉宽一样方波 平均电压为平均电压为0 US r为正时为正时 US r为负时为负时 调制出脉宽较宽的波形调制出脉宽较宽的波形 平均电压为正平均电压为正 调制出脉宽较窄的波形调制出脉宽较窄的波形 平均电压为负平均电压为负 直流伺服电机